材料物理化学教学大纲(卓越班)..docVIP

《材料物理化学》（卓越班）课程教学大纲 制定依据：本大纲根据2014版本科人才培养方案制定 课程编号：I0200534 学 时 数：72 学 分 数：4.5 适用专业：无机非金属材料 先修课程：《无机化学》、《物理化学》 考核方式：考试 一、课程的性质和任务 《材料物理化学》是材料科学与工程专业必修的重要的专业基础理论课。在材料工程各专业的教学中，起着承上启下，连接基础理论知识和专业技术知识的桥梁作用。是整个材料工程各专业的理论基础。该课程以材料组分、结构与性能之间相互关系及其变化规律为主线，主要研究材料制备过程中的物理现象与化学问题。本课程的主要任务有四点： 使学生理解并掌握晶体、非晶体、熔体、胶体、表面、界面等物质形态的结构与性质的相关知识及其相互关系； 掌握二元、三元体系的相图识别及其应用。通过对材料组织结构的形成与相互转化规律的学习，理解材料的成分、温度、压力对材料组织结构形成的影响，为材料设计及制定材料生产工艺奠定科学基础； 掌握与材料生产、加工密切相关的高温下的材料动力学过程——扩散、固态反应和烧结等过程相关的物理化学理论； 了解新材料的组成、结构和性质关系及应用，开阔眼界，提高学习、掌握、开发新材料的兴趣。 本课程教学内容的基本要求分为掌握、理解、了解三个层次： 掌握：要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用其分析、初步设计和解答与应用相关的问题，能够举一反三。 理解：要求学生能够较好地理解所学内容，并且能够进行简单分析和判断。 了解：要求学生能够一般地了解所学内容。 本课程比无机非金属材料工程专业普通本科班多8个课时，卓越班是为国家培育卓越工程师计划的重要班级，为了让使本班学生毕业后能够胜任水泥、商品混凝土、玻璃、陶瓷行业的生产与技术管理，迅速成为企业的骨干力量乃至领军人物，特在第一章无机材料的化学键与电子结构增加2学时、第二章晶体的结构与常见的结构类型增加2学时、第六章相图与相平衡增加2学时、滴十章固态烧结增加2学时，共计增加8学时。主要对材料物理化学专业知识在实际工程中的应用进行举例分析。 二、教学内容与要求 理论教学（学时：72） 无机材料的化学键与电子结构（2学时） （一）教学内容 1.1 离子键与离子晶体结合能 1、离子与离子键的形成 2、电离子能、电子亲合能、电负性 3、原子半径、离子半径及离子半径的确定 4、离子及离子键的特性与离子晶体材料性能的关系 5、离子晶体结合能的计算及对晶体性质的影响 1.2 共价键与分子轨道理论 1、共价键的本质与特点 2、分子轨道理论要点与原子轨道的组合原则 3、分子晶体 1.3金属键与固体中电子的能带结构 1、金属键的基本特性 2、固体中电子的能带结构 （二）教学要求掌握： （1）掌握：离子半径的含意；离子晶体结合能的计算；离子键、共价键、金属键的区别与联系。 （2）理解：电离子能、电子亲合能、电负性、原子半径等基本概念；离子键、共价键、金属键的的特性与相应晶体性质的关系。 （3）了解：分子晶体的特性；固体中电子的能带结构. 晶体的结构与常见晶体结构类型（12学时） （一）教学内容 2.1晶体概念与基本性质 1、晶体概念 2、晶体的点阵结构 3、晶体的基本性质 2.2晶体的宏观对称性 1、晶体对称的特点 2、晶体的宏观对称要素 3、晶体的对称定律 2.4 晶体化学基本原理 1、离子堆积原理 2、结晶化学定律 3、鲍林规则 2.5典型晶体结构 1、单质的晶体结构 2、典型无机化合物晶体结构 2.6硅酸盐晶体结构 1、硅酸盐的结构单元 2、硅酸盐在空间的结合 3、硅酸盐化学式表示方法 4、岛状硅酸盐 5、组群状硅酸盐 6、链状硅酸盐 7、层状结构硅酸盐 8、网状结构硅酸盐 （二）教学要求 （1）掌握：晶体概念；晶体对称定律；晶体对称分类及国际符号；结晶符号；空间群及国际符号；球体最紧密堆积原理和堆积方式；影响离子晶体结构的因素，离子晶体半径、配位数和配位多面体形状的关系；掌握鲍林五个规则的要领特点；无机材料典型晶体结构；硅酸盐晶体结构式的概念和特点。 （2）理解： 对称组合定理；对称型的推导；结晶化学定律；离子晶体结构原理和类型离子堆积系数；鲍林规则的组成和意义；鲍林规则对结构的指导作用；无机材料典型晶体结构及性质关系；硅酸盐矿物结构、组成，性质三者之间的关系和规律。 （3）了解：晶体性质、球体堆积的配位数和堆垛顺序 熔体与非晶态固体（4学时） （一）教学内容 3.1熔体结构 1、掌握熔体结构的聚合物理论。 2、理解影响熔体结构的各种因素。 3、领会聚合物种类、数量与组成的关系。 3.2熔体性质 1、熟练掌握温度、组成对熔体粘度的影响。 2、理解影响熔体表面张力的各种因素。 3.3玻璃的结构 1、理解玻璃结构学说的要点及意义。 2、了